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[분석화학실험] EDTA적정 결과레포트

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    • 소개글
    [분석화학실험] EDTA적정 결과레포트에 대한 자료입니다.
    본문내용
    1. 실험목적(Object)
    EDTA의 성질을 알고 EDTA로 금속이온을 적정하는 방법을 학습하고 산이나 염기의 중화반응을 이용해서 미지시료의 농도 및 분자량을 측정할 수 있다.
    2. 이론(theory){} ^{1)}
    산 또는 염기의 표준용액을 사용하여 농도를 알 수 없는 염기 또는 산을 적정함으로써 정량분석하는 방법이다. 화학반응 중에서 중화반응은 매우 신속하게 진행되고, 산염기 지시약에 의해서 중화점을 쉽게 알 수 있기 때문에 산 또는 염기를 정량할 수가 있다. 산의 표준용액을 사용하여 염기를 적정하는 염기적정과, 염기 표준용액을 사용하여 산을 적정하는 산적정이 있으며, 산염기적정이라고도 한다. 산의 표준용액으로는 염산 또는 황산등을 사용하고, 염기의 표준용액으로는 수산화나트륨 또는 수산화바륨 등을 사용한다. 일반적으로 강한 산이나 강한 염기인 경우에는 중화점에서 지시약의 색 변화가 뚜렷하여 정확한 적정을 할 수 있으나, 강한 산과 약한 염기 또는 약한 산과 강한 염기인 경우에는 가수분해에 주의해야 하며, 적당한 지시약을 선택해야 한다. 또, 약한 산과 약한 염기인 경우에는 중화점 부근에서 pH의 변화가 작아, 지시약을 사용해도 중화점을 정할 수가 없다. 따라서, 이와 같은 경우에는 전기적정 등을 사용한다. 용량 분석에서는 지시약을 뷰렛에 넣어 농도를 모르는 시료에 한 방울씩 떨어 뜨리면서, 그 시료의 농도를 구하는 방법이다. 이 과정에서는 표준 용액이라고 하는 이미 농도를 알고 있는 용액을 분석하려는 미지량의 물질을 포함한 시료와 반응시킨다. 시료와 완전히 반응하는데 필요한 표준 지시약의 부피를 측정한 다음 몰수를 계산한다. 완결된 화학 반응식을 써서 사용된 표준 지시약의 몰수로부터 미지 물질의 몰 수를 계산한다.
    적정은 아래와 같은 조건에서는 언제나 가능하다.
    ① 표준 시약은 미지물과 완전히 반응한다.
    ② 반응은 상당히 빠르다.
    ③ 반응물들의 적당한 당량이 존재 하는 점, 즉 당량점이 쉽게 검출된다.
    적정 할 때는 표준 용액을 뷰렛으로부터 무게를 알거나 또는 정확히 부피를 알고 있는 미지 물질의 용액에 조금씩 첨가한다. 이러한 첨가는 완결된 화학 반응식에서 요구되는 정확한 몰비에 도달 할 때까지 계속된다. 이 점을 적정의 당량점 이라고 하며, 보통 적정되는 용액에 지시약을 첨가함으로써 검출된다. 적정 할 때 당량점에 가까워지면 시약은 뷰렛으로부터 한 방울씩 천천히 첨가 하여야 한다. 이렇게 하여 미지 물질이 모두 반응 한 후 시약이 남지 않도록 한다. 이러한 용량 분석에 사용되는 농도는 노르말농도(normality)[N]을 사용한다. 1N 용액은 용액 1L 중에 용질 1그램당량을 포함하는 용액이다. 순수한 표준 물질을 정확하게 칭량하여 물에 녹여 메스플라스크에 넣고 다시 물을 채워 만든 표준 용액을 1차 표준액이라고 하고, 농도를 알고 있는 1차 표준액이나 기타 순수물질을 기준으로 하여 정확한 농도를 결정하는 용액을 2차 표준액이라 한다.
    (1) 킬레이트(Chelate){} ^{2)}
    착이온(complex ion)은 이온이나 중성분자들에 의하여 둘러싸인 중심이온(금속이온)으로 이루어진 이온이다. 한 개의 리간드가 금속 이온과 두 자리 이상에서 배위결합을 하여 생긴 착이온을 뜻한다. Cu(OH) _{4} ^{2+} 등이 그 예이며 각 경우에 Cu ^{2+}가 중심이온이 된다. 예를 들어 구리가 포함된 용액에 에틸렌다이아민의 수용액을 가할 때 구리는 에틸렌다이아민의 두개의 아민기의 질소 원자와 결합하여 고리모양의 착이온을 만드는데, 이렇게 해서 생성된 화합물을 킬레이트라 한다. 킬레이트를 형성하는 대표적인 리간드로는 에틸렌다이아민, EDTA가 있다. EDTA의 경우에는 2개의 N이 비공유 전자쌍을 갖고 있으므로 ligand 역할을 잘한다.
    하고 싶은 말
    EDTA의 성질과 킬레이트 효과를 이해하고, 산-염기 중화반응을 활용하여 금속이온을 적정하는 방법을 학습하는 실험입니다. NaOH와 EDTA를 이용해 농도를 계산하고, 이론값과 실험값을 비교하여 오차 원인을 고찰했습니다.
    #용액#표준#염기#지시약#반응#금속